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近年来钙钛矿太阳电池(Perovskite solar cells)随着其急速增长的光电转换效率已经受到了研究人员的广泛关注。有机无机卤化钙钛矿具有出色的光电特性,比如可调的直接带隙,较高的光学吸收系数,较长的载流子扩散长度等等。其光电转换效率快速提升已经超过22%,不仅在光伏领域,钙钛矿在发光二极管、探测器、激光器、放大器上均有应用的潜能。尽管钙钛矿这种材料光电性能十分优越,但是内部缺陷的存在会制约器件的整体性能,除了钙钛矿内部的缺陷,太阳电池器件中层与层之间界面存在的问题也会对最终性能造成很大影响。本文从提高钙钛矿本体质量和改善界面质量入手,采用相对于正向器件迟滞效应更小、制备方法更简便、稳定性更好的反式结构p-i-n型钙钛矿太阳电池,通过利用量子点分散在反溶剂中作为钙钛矿的形核中心,提升了钙钛矿薄膜的结晶性;利用短链丁胺对钙钛矿表面进行处理,得到分布钙钛矿表面的一维纳米线网络。不仅丁胺的存在可以钝化表面缺陷,而且纳米线的存在可以帮助加速载流子抽离;最后利用低温制备的PTAA(聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺])取代高温制备的NiO,并且用PFN{Poly[(9,9-bis(3’-(N,N-dimethylamino)propyl)-2,7-fluorene)-alt-2,7-(9,9-dioctylfluorene)]}和PEI(聚乙烯亚胺)对PTAA薄膜进行改性,提升电池性能的同时器件的光照稳定性获得很大的提升。取得的研究结果如下:(1)基于FTO/NiO/CH3NH3PbI3/PCBM/Ag的反式电池结构,以低温法简单制备的CH3NH3PbBr3钙钛矿量子点作为CH3NH3PbI3钙钛矿薄膜的形核中心,通过溶液一步反溶剂法制备得到的CH3NH3PbI3钙钛矿薄膜具有更小的晶粒和更好的结晶性,该薄膜用于制备NiO为基底的反式结构器件作为发光二极管应用具有更高的发光效率;作为太阳电池将电池效率从14.49%提升至17.1%,并且解释了薄膜晶粒的结晶性比晶界对器件性能的影响更大。(2)基于FTO/NiO/CH3NH3PbI3/PCBM/Ag的反式电池结构,提出一种简便的原位生长钙钛矿纳米线的方法,通过在多晶钙钛矿薄膜上旋涂短碳链丁胺处理制备得到网络状横向分布纳米线。通过傅立叶红外分析,证明了丁胺和钙钛矿之间存在相互作用。通过PL分析,丁胺修饰钙钛矿的PL强度增强4倍以上,钙钛矿/PCBM界面快速衰减的载流子寿命从1.11 ns衰减至0.97 ns。丁胺在表面存在可以钝化钙钛矿表面缺陷,而且纳米线可以促进载流子传输。最终以NiO为基底的反式结构太阳能器件通过丁胺处理后性能从14.32%提升至16.66%,并且具有更好的稳定性。(3)基于 ITO/PTAA/Cs0.05FA0.81MA0.14PbI2.55Br0.4/PCBM/Ag 的反式电池结构,用低温制备的PTAA(聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺])取代高温制备的NiO作为空穴传输层,用稳定性更好的Cso.o5FAo.81MA0.14PbI2.55Br0.45混合组分钙钛矿取代CH3NH3PbI3钙钛矿。在PTAA中引入两亲性绝缘材料PFN和在PTAA界面修饰PEI,极大地改善了 PTAA表面的疏水性,提升了钙钛矿的成膜质量,并且降低了界面的缺陷态密度。经PFN和PEI修饰后器件效率分别从14.26%提升至15.89%和15.87%,并且对比所有反式结构器件,以PTAA为基底的反式结构器件表现出更好的空气稳定性和光照稳定性。